1月23日消息，隨著有關(guān)氣候變化的報(bào)道日益升級(jí)，找到一種產(chǎn)生并存儲(chǔ)能源的環(huán)保方式變得越來越重要?？紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能等并不穩(wěn)定，人們顯然需要實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能多元化。

蘇格蘭科學(xué)家小組日前提出利用海床深處的一層多孔巖石中的壓縮空氣來打造蓄電池。該提議通過可再生能源來壓縮和儲(chǔ)存空氣，在需要時(shí)將“瓶塞”打開，讓逸出的空氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)來重新發(fā)電。受到極端壓力的限制，空氣會(huì)留在原地，不會(huì)自行散開。

該小組研究人員本周在《自然能源》（NatureEnergy）雜志上公布了這項(xiàng)名為“多孔介質(zhì)壓縮空氣儲(chǔ)能”(PM-CAES)計(jì)劃的細(xì)節(jié)。這是一種聽起來很簡單的技術(shù)組合，但卻能夠嚴(yán)重影響一個(gè)國家的能源生產(chǎn)，并緩解將全球氣候推向極端的趨勢。

壓縮空氣的優(yōu)勢

目前，該計(jì)劃只是建立在理論層面，論文只是對(duì)這一理念在可行性方面進(jìn)行了數(shù)字運(yùn)算。

研究人員使用北海水域深處的砂巖，對(duì)PM-CAES系統(tǒng)如何在英國運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行了特別研究。他們查看現(xiàn)有的地質(zhì)記錄來模擬地形，并假設(shè)空氣“井”將在物理上接近他們將要儲(chǔ)存的能源——例如海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

據(jù)研究人員透露，這確實(shí)可行。研究結(jié)果表明，PM-CAES是一種具有潛在可行性的大規(guī)模跨季節(jié)電力存儲(chǔ)技術(shù)，這對(duì)80%以上的發(fā)電能力由可再生能源提供的電力系統(tǒng)來說至關(guān)重要。對(duì)英國進(jìn)行的特別研究還發(fā)現(xiàn)，潛在的存儲(chǔ)容量大約相當(dāng)于英國2017年1月和2月用電量的160%(77-96TWh)，能量轉(zhuǎn)換效率為54%-59%。因此，該系統(tǒng)可以有效地滿足整個(gè)英國在寒冬里兩個(gè)月的電力需求，要知道此時(shí)的電力需求已經(jīng)比夏季高出25%。此外，由于PM-CAES所需的基礎(chǔ)設(shè)施主要是水下的巖石，以及一個(gè)規(guī)模非常小的地面工廠用于注入壓縮空氣后抽取發(fā)電，因此，該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境影響不大，土地或水資源有限的地區(qū)也將從中受益。

解決方案所需條件

不過，PM-CAES系統(tǒng)推行還存在一定的困難。要達(dá)到這一效率水平，該系統(tǒng)將需要大約7000口新“井”。這是一個(gè)不小的數(shù)字，正如研究人員指出的那樣，北海歷經(jīng)40多年的石油鉆探，也不過才生成1.1萬口左右的油井。但是，一個(gè)國家在電力生產(chǎn)方面進(jìn)行的任何變革都需要大量的投資。

這雖然存在一定的難度，但并非不切實(shí)際。事實(shí)上，把空氣儲(chǔ)存在地下深處以轉(zhuǎn)化為未來電力的基本想法在德國和美國已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這兩個(gè)國家都有壓縮空氣蓄能能源工廠，利用舊鹽礦儲(chǔ)存壓縮空氣。因此，這是一項(xiàng)經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)。

當(dāng)今人類需要認(rèn)真對(duì)待遏制全球變暖的影響，減少基本電力需求的排放量，這顯然是一個(gè)值得考慮的方法。研究人員還指出，可以在北海的巖石中選擇特定的地點(diǎn)展開更多研究，從抽水蓄能到傳統(tǒng)電池，還沒有哪類技術(shù)能像PM-CAES這樣在規(guī)模和效率上發(fā)揮如此大的作用。

基本上，這只是一個(gè)需求意愿是否足夠強(qiáng)烈的問題。如果幸運(yùn)的話，這些地球科學(xué)家將環(huán)境變得更惡劣之前找到解決辦法。